해양 관측자료 및 수치모델 예측자료의 활용과 분석

원시방정식(Primitive Equation)

#

대기와 해양의 유체를 기술하는데 사용되는 방정식은 다음의 세가지가 있다.

• 연속방정식(continuity equation)
• 운동량 보존 방정식(momentum equation)
• 열에너지 방정식(thermal energy equation)

Navier-Stokes equations

#

N-S 방정식은 점성을 가진 유체의 운동을 기술하는 비선형 편미분 방정식이다.
이 방정식은 대기와 해양의 분석과 예측 등을 연구하는데 사용되고 있다.
N-S 방정식은 여러가지 형태로 쓰이지만, 아인슈타인 표기법을 사용하면 다음과 같다.

The Primitive Equations in Cartesian Coordinates

#

• momentum equations
  

  

• continuity equation
  

  

• temperature equation
  

  

• salinity equation
  

  

• density equation
  

  

해양-기상 변수의 종류

#

해양과 기상 분야에서 사용되는 변수들은 scalar 자료와 vetor 자료로 구분할 수 있다.

• 지형자료 : 수심, 표고

  • ETOPO2: Topography and Bathymetry
    

    

    

    
    (1995년 작품, 김동훈)

• Scalar :
  기온(Temperature, $^oC$),
  기압(Pressure, $hPa$),
  습도(Humidity, relative, $\%$),
  강수량($mm$),
  수온($^oC$),
  염분($o/_{oo},\ g/kg$), 등…

  • 수온(Ocean Temperature, Sea Temperature, Water Temperature)
    

    (2003년 작품: 김동훈)

  • 해수면 높이 (SSH, Sea Surface Height)
    

    (1996년 작품)

• Vector :
  바람(Wind, $m/s$),
  유속(Currents, $m/s$), 등 …

  • 해수면 유속(Sea Surface Currents)
    

    

    
    (2003년 작품: 김동훈)

• Flux(속) :
  열속(heat flux),
  담수속(fresh water flux)
  

  

  • 열속(heat flux) :
    

    

  • 담수속(fresh water flux) :
    Evapolation - Pricipitation
    

    

해양-기상 자료 형태(형식, format)의 종류

#

• text(ascii)
• binary
• bin + ctl
• grib & grib2
• hdf(4,5)
• NetCDF
• … …

해양-기상 관측 기기들

#

• Remote Sensing
  • 인공위성
  • 레이더
  • 라이더
• Direct Sensing
  • 부이(Buoy)
  • 프로파일러 : ADCP, CTD
  • 자동관측기기 : AWS

해양-기상 자료들

#

• Argo
• GTSPP
• CCHDO
• World Ocean Database
• World Ocean Atlas
  : Monthly, seasonal and annual hydrographic data from the U.S.
  • 2001, 2005, 2009, 2013
• World Ocean Circulation Experiment(WOCE)
  : Global $0.5^o \times 0.5^o$ gridded climatology
• SeaDataNet
• Medar/Medatlas

해양-기상 자료 서비스

#

• PODAAC

  (Physical Oceanography Distributed Active Archive Center)

  

해양-대기 자료의 처리 및 표출

#

• scalar

  • Contour

    중첩일기도 (고층일기도+적외영상)

    

    정지화면상에서 여러가지 성분을 함께 나타내기 좋음.

  • Color :

    

  • Surface

    

    

    

    

• vector

  • Arrow :

    

  • Tracer :

    

  • Streamline

    벡터성분의 움직임을 표현하기 좋지만 난이도 높음.

    • OpenDX :

      

    • Maya :

      

• Virtual Reality (Strereo Graphic)

  • Maya, NCSA

    

    NCAS에서 제작한 예로써 realtime rendering은 아님.